仪表工程师如何分析装置的控制问题

2023/11/5 22:24:06 人评论 次浏览 分类:过程控制  文章地址://www.e-cumulus.com/tech/5159.html

客户问装置现在有什么控制问题,如果我们知道具体问题会直接回答,如果装置没有控制问题我们会回答没有问题。唯一的问题是我们的回答可能是错的。而且有时候越是自信,装置的问题越多。装置的控制问题可以从两个角度进行分析:

1、自动化问题

正常生产时工艺参数克服扰动影响时的人员干预、升降负荷时的人员干预、开停车的人员干预都是装置不安全的表现,应该将人员干预转为成自动化程序。将更多异常处理转为为正常自动运行的过程都是知识自动化的过程,也是装置逐步智能化的过程。通过分析人员干预可以找到过程控制改进的机会。

2、优化问题

当物料平衡和工艺参数控制实现自动化以后,进一步对装置进行优化挖潜是一个永恒的主题。每个控制回路的设定值和阀位都可以优化挖潜。液位控制的设定值设置在多少才更有利于设备安全和节能降耗?如果想增加装置处理量,约束和限制在哪里?随着装置日益复杂和对效益的持续关注,约束协调优化是一个更重要和更高级的问题。

解决问题的过程可以理解为改正错误的过程。


1、控制器参数错误

使用不合理的会导致控制性能的降低,有时候是控制作用太强引起振荡,有时候是控制作用太弱克服干扰能力不足。流量控制的比例增益要足够小,积分作用足够强才是最佳选择,推荐PI参数为比例增益0.25,积分时间0.25分钟。液位控制则需要积分时间足够长才能避免振荡。压力控制有时候受到过程变量量程的影响必须使用很大的比例增益,也有部分压力控制是物料平衡控制具有积分被控对象的特性。当然基于响应曲线的Lambda整定工程方法是获得最佳控制器参数的常用方法。

2、控制方案错误

方案正确但是组态错误是系统工程师不应该犯的错误。将控制要求用标准规范的正确控制方案实现是对系统工程师的更高要求。有时候必须使用前馈控制和串级控制改进闭环性能。当有按顺序使用的多个操纵变量是要根据情况合理选择分程控制、分级控制和分配控制。约束优化控制要通过超驰控制和阀位控制实现。

如果工艺控制要求和条件不匹配往往需要需要过程控制工程师和工艺工程师反复深入沟通,通过对原理的本质深刻理解才能找到正确的控制方案。这部分难度很大需要更多过程、控制、设备等知识和经验。


工程上也常常用降低控制要求、部分回路手动、修改参数范围等方法进行错误改进。虽然不推荐但是也是简单高效的解决问题的方法。


更重要的是在装置自动化达到一定水平后,约束协调优化会变成需要考虑的主要问题。更多变量和更长流程的约束协调优化有时候必须依赖于模型预测控制实现。约束协调优化属于重要但是不紧急的问题,对其重视明显不够。


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